CN104226703A - 一种制作汽车拉杆接头的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制作汽车拉杆接头的方法，采用三道挤压工序完成汽车拉杆接头的成形加工，包括以下步骤：(1)按正挤压的许用表型要求制作汽车拉杆接头的毛坯；(2)对汽车拉杆接头的毛坯进行正挤压处理；(3)对正挤压处理后的工件进行镦扁处理；(4)对镦扁处理工件的尾部进行反挤压处理制作得到汽车拉杆接头。与现有技术相比，本发明具有低原材料的消耗、提高制作得到的汽车拉杆接头机械性能、尺寸精度和表面光洁度等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车零部件的制作方法，尤其是涉及一种制作汽车拉杆接头的方法。
背景技术
汽车转向拉杆接头总成位于汽车转向系统中，在转向器和转向节臂之间，随轮胎上下运动，通过接头的传动和摆动，将方向盘的操舵力传输给轮胎。在汽车使用过程中，接头常常会由于磨损与球壳之间会出现松框，这种情况轻则影响汽车的稳定性，重则会造成车辆操作失灵，导致严重的事故。而接头和球头销对汽车转向拉杆接头总成的质量起到了决定性的作用。
一般的拉杆接头常用热轧圆钢棒料切削加工，也可以用冷拔无缝钢管作为原材料切削加工制成。这两种加工方法存在如下问题：原材料的消耗较大，劳动生产率不高，零件的机械性能较差，零件的制造成本较高，难以加工形状复杂的零件，难以获得较高尺寸精度和表面光洁度等。
申请号为201210310771.1的中国专利公开了一种汽车转向拉杆接头总成生产工艺流程，包括原料准备，对原料进行车铣刨钳加工、热处理、超声波探伤以及后续检验等一系列过程，十分复杂，并且难以控制制作得到的产品的表面光洁度。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低原材料的消耗、提高机械性能、尺寸精度和表面光洁度高的制作汽车拉杆接头的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种制作汽车拉杆接头的方法，采用三道挤压工序完成汽车拉杆接头的成形加工，包括以下步骤：
(1)按正挤压的许用表型要求制作汽车拉杆接头的毛坯；
(2)对汽车拉杆接头的毛坯进行正挤压处理，调整正挤压模具和挤压机导柱行程，挤压备调至压力6kg/cm2，速度为85spm，将毛坯送料，加工时间为2s，通过正挤压处理，落料成形后使零件凸头直径和高度达到加工要求尺寸；
(3)对正挤压处理后的工件进行镦扁处理，调整镦挤压模具和挤压机导柱行程，挤压备调至压力6kg/cm2，速度为85spm，将正挤压处理后的工件送料，加工时间为2s，通过镦扁处理使工件的凸头进一步接近成形尺寸，另一端面为反挤压加工出凹坑；
(4)对镦扁处理工件的尾部进行反挤压处理，调整反挤压模具和挤压机导柱行程，挤压备调至压力5kg/cm2，速度为85spm，将镦扁处理工件送料，加工时间为3s，制作得到汽车拉杆接头。
汽车拉杆接头的毛坯采用20#钢制作得到，毛坯的直径为31mm，高度为37.1mm。
汽车拉杆接头的毛坯在进行正挤压处理时与处理模具之间有0.2mm的零件修边余量，汽车拉杆接头的毛坯在模具中的压入角度控制为130°，通过变形率Es＝76.7％、α＝130°、外直径d0＝31mm、小直径d1＝14.3mm、零件总高h0＝37.1mm、材料20#，查《黑色金属正挤实心件单位挤压力图》，得到零件所需要的总挤压力P＝180tf；根据现有冷挤压设备性能参数表，选用滑块闭合高度和滑块调节量均较大的小松L1C250进行生产。
正挤压处理后的工件经过镦扁处理在上表面形成一凹坑，可以采用的方式为：接头杆的内径为31mm，故在此工序成形件内设计了一个深9mm，直径为30mm的凹形；根据经验公式得镦挤压力p＝24360kgf/cm2＝24.36tf；根据现有冷挤压设备性能参数表，选用滑块闭合高度和滑块调节量均较大的小松L1C250进行生产。
使用图算法(诺模图法)计算正挤制坯时的挤压压力，变形率Es＝58.67％、d0＝431mm、d1＝31mm、h0＝h2＝20mm、材料20#，查《黑色金属反挤实心件单位挤压力图》，得到总挤压力P＝148tf；根据现有冷挤压设备性能参数表，选用滑块闭合高度和滑块调节量均较大的小松L1C250进行生产。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)降低原材料的消耗，金属零件如用切削加工的方法制造，材料的利用率常为40-60％，而用冷挤压方法制造，材料利用率则高达70-95％；
2)提高劳动生产率，冷挤压是在压力机上进行的，压力机的一次行程就可以完成一道工序，因此与因此与切削加工相比，生产率可以大幅度提高。纯铁底座由切削加工改为冷挤压后，生产率提高了30倍；
3)提高零件的机械性能，在冷挤压过程中，金属材料处于三向不等的压力作用下。挤压变形后，金属材料的晶粒组织更加致密；金属流线不被切断，成为沿着挤压件轮廓连续分布的金属流线；同时，由于冷挤压利用了金属材料冷变形的冷作硬化特性，使冷挤压件的强度大为提高，从而提供了低强度钢代替高强度钢的可能性；
4)降低零件的制造成本，由于冷挤压技术可以减少原材料和加工工时，因此必然可以降低生产成本。
5)可加工形状复杂的零件：冷挤压加工一些形状复杂的轴对称类零件的效果特别显著；一些产品外形复杂，尺寸小，要求严格，用切削加工方法制造，生产率低，材料消耗大，如用冷挤压加工则比较方便；
6)可获得较高尺寸精度和表面光洁度的零件。目前，我国冷挤压件的尺寸精度，一般可达7级，表面光洁度一般可达1.0-1.8，最高可达0.6。用冷挤压法加工的零件，有的部位可以少留余量，甚至不留余量即可直接达到图纸的技术要求。
附图说明
图1为正挤压后得到的样品的结构示意图；
图2为镦挤压后得到的样品的结构示意图；
图3为反挤压后得到的成品的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种制作汽车拉杆接头的方法，采用三道挤压工序完成汽车拉杆接头的成形加工，包括以下步骤：
1、制定毛坯：1)根据零件图纸，试取毛坯，为了方便装入工件流出一定的间隙)；2)重新采用三道成型法进行设计和校核；3)计算毛坯的径向尺寸，利用《正挤压碳钢许用变形程度表》提供过渡区间下限，由于在正挤时模具所受的压力、磨擦和温度要比镦扁时的模具大的多，处在相对恶劣的工作环境下。故在允许范围内，选取使正挤压时具有较小的变形量的毛坯直径。4)重新校核各工艺变形量，包括正挤、镦扁、反挤，经过重新设计后，各道工艺变形量全部许用，可以按此工艺方法进行生产。
2、正挤压：挤压时，金属流动方向于凸模运动方向一致。根据零件设计图，为方便其后工序加工中加工件容易放入成形模具，故留有0.2mm零件修边余量；为了减小压入时的压入力，设计压入角α为130°；通过变形率Es＝76.7％、α＝130°材料20#，查《黑色金属正挤实心件单位挤压力图》，得到零件所需要的总挤压力P＝180tf；根据现有冷挤压设备性能参数表，选用滑块闭合高度和滑块调节量均较大的小松L1C250冷挤压机进行生产，设备调至压力6kg/cm2，速度为85spm，正挤压后得到的样品如图1所示。
由于正挤前，已控制好毛坯的质量和体积，所以至检验正挤压产生的凸头部位，而不对变形甚微的后部尺寸做检验，也不对只为减小挤压力设置的α角进行检验，已减少检验员的工作量。
3、镦挤压：冷镦与冷挤压相结合的一种加工方法，称为镦挤法。主要用于制造带凸缘或局部加粗的零件。凸头进一步接近成形尺寸要求，但为方便在其后工序加工中，使工件容易放入模具，故仍留有一定余量，镦挤压力p可以由以下经验公式得到p＝X·n·σb，根据实际情况，p＝24360kgf/cm2＝24.36tf。根据现有冷挤压设备性能参数表，选用滑块闭合高度和滑块调节量均较大的小松L1C250进行生产，设备调至压力6kg/cm2，速度为85spm，镦挤压后得到的样品如图2所示。
与正挤制坯一样，对于后部还未加工完全的h1不进行检查，以保证径向尺寸，使工件可以满足下一步加工为主要目的。由于增加的凹穴对后续的成形加工起到定位作用，故需要进行同心度的检验。
4、反挤压：挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反，可以制造各种断面形状的杯形件。该工序需要根据产品图纸要求，完成所有尺寸的加工。通过变形率ES＝58.67％、材料20#，查《黑色金属反挤实心件单位挤压力图》，得到完成此零件所需要的总挤压力P＝148tf。反挤压后得到的成品如图3所示。根据现有冷挤压设备性能参数表，选用滑块闭合高度和滑块调节量均较大的小松L1C250进行生产，设备调至压力5kg/cm2，速度为80spm。
Claims (4)
1.一种制作汽车拉杆接头的方法，其特征在于，该方法采用三道挤压工序完成汽车拉杆接头的成形加工，包括以下步骤：
(1)按正挤压的许用表型要求制作汽车拉杆接头的毛坯；
(2)对汽车拉杆接头的毛坯进行正挤压处理，调整正挤压模具和挤压机导柱行程，挤压备调至压力6kg/cm2，速度为85spm，将毛坯送料，加工时间为2s，通过正挤压处理，落料成形后使零件凸头直径和高度达到加工要求尺寸；
(3)对正挤压处理后的工件进行镦扁处理，调整镦挤压模具和挤压机导柱行程，挤压备调至压力6kg/cm2，速度为85spm，将正挤压处理后的工件送料，加工时间为2s，通过镦扁处理使工件的凸头进一步接近成形尺寸，另一端面为反挤压加工出凹坑；
(4)对镦扁处理工件的尾部进行反挤压处理，调整反挤压模具和挤压机导柱行程，挤压备调至压力5kg/cm2，速度为85spm，将镦扁处理工件送料，加工时间为3s，制作得到汽车拉杆接头。
2.根据权利要求1所述的一种制作汽车拉杆接头的方法，其特征在于，所述的汽车拉杆接头的毛坯采用20#钢制作得到。
3.根据权利要求1所述的一种制作汽车拉杆接头的方法，其特征在于，所述的汽车拉杆接头的毛坯在进行正挤压处理时与处理模具之间有0.2mm的零件修边余量，汽车拉杆接头的毛坯在模具中的压入角度控制为130°。
4.根据权利要求1所述的一种制作汽车拉杆接头的方法，其特征在于，所述的正挤压处理后的工件经过镦扁处理在上表面形成一凹坑。
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